KR101817603B1 - 시료가스 누출량 감시 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 운전중인 발전기에서 고정자 냉각수 측으로 누출되는 시료가스량을 산출하는 시료가스 누출량 감시 시스템에 있어서, 에어 콤프레서(34)에 일단이 연결되어 에어를 공급하고 제1 유량조절기(31)가 구비된 에어공급라인(L1); 상기 에어공급라인(L1)의 타단에 일측이 연결된 혼합실(33); 상기 혼합실(33)의 타측에 연결되고, 상기 혼합실(33) 쪽으로 가면서 제1 펌프(P1), 완충실(35), 및 제2 유량조절기(32)가 차례대로 구비되며, 상기 제1 펌프(P1)의 작동에 의해 상기 혼합실(33)에 시료가스를 공급하는 시료가스 공급라인(L2); 상기 혼합실(33)의 또 다른 타측에 연결되고, 상기 혼합실(33)로부터 멀어지는 방향으로 가면서 수분제거장치(38), 및 혼합가스 이송관(40-1)과 에어벤트관(40-2)을 구비한 안내관(40)이 차례대로 구비되며, 상기 혼합실(33)에서 혼합된 혼합가스를 이송 및 벤팅하는 제1 혼합가스 이송라인(L3); 상기 혼합가스 이송관(40-1)에 연결되고, 상기 혼합가스 이송관(40-1)으로부터 멀어지는 방향으로 농도감지기(37), 제3 유량조절기(36), 및 제2 펌프(P2)가 차례대로 구비되며, 상기 제1 혼합가스 이송라인(L3)으로부터의 혼합가스를 냉각수 탱크로 다시 주입하지 않고, 에어벤트관(40-2)을 통해 냉각수 탱크 외부로 배출하는 제2 혼합가스 이송라인(L4); 상기 에어 콤프레서(34), 상기 제 1 펌프(P1), 상기 제 2펌프(P2), 상기 유량계(39), 상기 시료가스 농도감지기(37), 상기 제1, 2, 3 유량 조절기(31, 32, 26)에 전기적으로 연결된 컨트롤러(41); 및 상기 컨트롤러(41)에 전기적으로 연결된 디스플레이(42)를 포함하고, 상기 제2 유량조절기(32)는 항상 일정한 유량의 시료가스가 상기 혼합실(33)로 공급되도록 하며, 상기 제1 유량조절기(31)는 사전에 범위가 각각 결정되는 초기농도, 저농도, 또는 고농도를 포함하는 농도 수준별로 초기농도, 저농도, 또는 고농도로 시료가스 희석배율을 달리하여 시료가스가 희석되도록 에어의 공급량을 조절하여 공급되게 하는 것을 특징으로 하는 시료가스 누출량 감시 시스템에 관한 것이다.
Description
본 발명은 운전중인 발전기에서 고정자 냉각수 측으로 누출되는 시료가스량을 산출하는 시료가스 누출량 감시 시스템에 있어서, 에어 콤프레서(34)에 일단이 연결되어 에어를 공급하고 제1 유량조절기(31)가 구비된 에어공급라인(L1); 상기 에어공급라인(L1)의 타단에 일측이 연결된 혼합실(33); 상기 혼합실(33)의 타측에 연결되고, 상기 혼합실(33) 쪽으로 가면서 제1 펌프(P1), 완충실(35), 및 제2 유량조절기(32)가 차례대로 구비되며, 상기 제1 펌프(P1)의 작동에 의해 상기 혼합실(33)에 시료가스를 공급하는 시료가스 공급라인(L2); 상기 혼합실(33)의 또 다른 타측에 연결되고, 상기 혼합실(33)로부터 멀어지는 방향으로 가면서 수분제거장치(38), 및 혼합가스 이송관(40-1)과 에어벤트관(40-2)을 구비한 안내관(40)이 차례대로 구비되며, 상기 혼합실(33)에서 혼합된 혼합가스를 이송 및 벤팅하는 제1 혼합가스 이송라인(L3); 상기 혼합가스 이송관(40-1)에 연결되고, 상기 혼합가스 이송관(40-1)으로부터 멀어지는 방향으로 농도감지기(37), 제3 유량조절기(36), 및 제2 펌프(P2)가 차례대로 구비되며, 상기 제1 혼합가스 이송라인(L3)으로부터의 혼합가스를 냉각수 탱크로 다시 주입하지 않고, 에어벤트관(40-2)을 통해 냉각수 탱크 외부로 배출하는 제2 혼합가스 이송라인(L4); 상기 에어 콤프레서(34), 상기 제 1 펌프(P1), 상기 제 2펌프(P2), 상기 유량계(39), 상기 시료가스 농도감지기(37), 상기 제1, 2, 3 유량 조절기(31, 32, 26)에 전기적으로 연결된 컨트롤러(41); 및 상기 컨트롤러(41)에 전기적으로 연결된 디스플레이(42)를 포함하고, 상기 제2 유량조절기(32)는 항상 일정한 유량의 시료가스가 상기 혼합실(33)로 공급되도록 하며, 상기 제1 유량조절기(31)는 사전에 범위가 각각 결정되는 초기농도, 저농도, 또는 고농도를 포함하는 농도 수준별로 초기농도, 저농도, 또는 고농도로 시료가스 희석배율을 달리하여 시료가스가 희석되도록 에어의 공급량을 조절하여 공급되게 하는 것을 특징으로 하는 시료가스 누출량 감시 시스템 및 방법에 관한 것이다.
수냉식 발전기에서 고정자 냉각수가 발전기 내부로 침투하면 절연재의 열화를 촉진하여 고장을 유발하거나 발전기 수명이 단축된다. 발전기 내의 고정자 냉각수 계통에 진동, 용접부의 부식, 연결부의 이완, 열화 손상 등에 의해서 생기는 틈새를 통하여 물(냉각수)이 발전기 내로 침투하는 한편, 이 틈새를 통하여 압력이 더 높은 수소 가스가 냉각수 측으로 누출된다. 발전기 내부로 냉각수가 침투하는 것을 온라인으로 감시하는 유일한 방법은 고정자 냉각수 중으로 누출되는 수소가스량을 감시하는 것이다. 누출되는 수소가스량에 의해서 누수 여부 및 정도를 진단할 수 있다.
지금까지 발전소에서는 고정자 냉각수 측으로 누출되는 수소가스량을 측정하기 위하여 측정자가 발전소 건물 옥상에 위치하고 있는 배출구까지 올라가 배출구에 가스포집용 백을 설치하여 일정 시간 동안 가스를 포집한 다음 포집시간, 포집가스의 체적 및 포집가스 중의 수소가스 농도로부터 수작업으로 누출 수소가스량을 산출하고 있다. 그러나 호흡작용을 하는(외부의 공기를 빨아들이기도 하고 가스를 배출하기도 한다) 고정자 냉각계통의 특성으로 포집이 어렵고 측정자가 측정시마다 장시간 동안 야외에서 작업을 하여야 하는 어려움이 있고 측정 신뢰도도 낮은 실정이다.
배기가스 중의 수소가스 농도 측정에는 TCD(Thermal Conductivity [0009] Detector)나 전기화학적 센서(Electrochemical Sensor)가 사용된다. 여기서, 전기화학적 센서는 측정 범위가 좁으나(0～5％), 수분이나 시료가스 유량에 대한 영향이 적어 낮은 농도의 수소가스 측정에 적합하다. 일반적으로 넓은 측정 범위를 갖는 센서는 정확도가 낮다. 따라서 가능한 한 좁은 범위의 수소가스 센서를 사용하는 것이 측정 정확도를 높일 수 있다. 발전소에서는 고정자 냉각수 측으로 누출되는 수소가스량을 측정하기 위하여 전기화학적 센서(Electrochemical Sensor)가 주로 사용되고 있는 실정이다.
도 1은 종래기술의 일 실시예에 따른 발전기 고정자 냉각수 중 누출 수소가스량 측정 시스템의 구성도이고, 도 2는 도 1의 누출 수소가스량 측정 시스템을 이용한 발전기 고정자 냉각수 중 누출 수소가스량 측정방법을 나타내는 블록도이다.
상기한 전기화학적 센서(Electrochemical Sensor)가 사용되는 예가 대한민국 등록특허 10-1676913호에 개시되어 있는데, 상기 대한민국 등록특허 10-1676913호는 '운전중인 발전기에서 발전기 고정자 냉각수 탱크 상부 공간에 일정량 공기를 주입하면서 냉각수 탱크 배기관 배기가스 중의 수소가스 농도를 측정하여 고정자 냉각수 측으로 누출되는 수소가스량을 산출하는 장치에 있어서, 발전기 고정자 냉각수 탱크(4) 상부 공간에 일정 유량의 공기를 주입하는 자동 유량 제어기(19c); 배기관으로부터 시료가스를 흡인하는 흡인펌프(14); 배기가스 중의 수소가스 농도에 따라 시료가스가 유량 지시계(16) 또는 자동 유량제어기(19a)를 통과하도록 유로를 변경하는 삼방발브(15b); 배기가스 중의 수소가스 농도에 따라 시료가스 또는 희석가스가 센서로 들어가도록 유로를 변경하는 삼방발브(15a); 전기화학 센서(17)에서 측정된 수소가스 농도가 측정 범위를 초과하는 경우(>5%) 시료가스를 희석하기 위하여 시료가스 유량을 조정하는 자동 유량제어기(19a) 및 시료가스 희석용 공기유량을 조정하는 자동 유량제어기(19b); 시료가스 중의 수소가스 농도를 측정하는 전기화학 센서(17); 유량제어기(19a, 19b, 19c)와 전기화학 센서(17)로부터 신호를 받아 수소가스 농도를 환산하고 누출 수소가스량을 산출하여 산출된 누출 수소가스량(m3/D)을 표시하는 콘트롤러(22)로 이루어진 발전기 누출 수소가스량 측정장치'를 개시하고 있다.
그러나, 상기 대한민국 등록특허 10-1676913호에는 혼합실이 없어서 원활한 가스의 초기 희석이 어려운 문제점이 있었다.
또한, 상기 대한민국 등록특허 10-1676913호는 수분을 제거하기 위한 구성이 없어 수분량에 따른 영향을 줄일 수 없고, 아울러 MFC를 결여하고 있어서 센서 또는 감지장치에 보내는 유량을 일정하게 유지할 수 없으며, 또한 수소 저농도 수준에서는 저농도 공압경로를 이용하고 수소 고농도 수준에서는 고농도 공압경로를 이용하는 구성이어서 유공압 회로 자체가 복잡해지고 필요한 구성요소도 많아지는 등의 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하는 것을 목적으로 한다.
구체적으로, 본 발명의 목적은 측정 신뢰도가 높은 시료가스 누출량 감시 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 초기에 원활한 시료가스의 희석을 하도록 하는 시료가스 누출량 감시 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 시료가스 농도감지기에 보내는 유량을 일정하게 유지하도록 하는 시료가스 누출량 감시 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 시료가스 누출량 감시 시스템는 운전중인 발전기에서 고정자 냉각수 측으로 누출되는 시료가스량을 산출하는 시료가스 누출량 감시 시스템에 있어서, 에어 콤프레서(34)에 일단이 연결되어 에어를 공급하고 제1 유량조절기(31)가 구비된 에어공급라인(L1); 상기 에어공급라인(L1)의 타단에 일측이 연결된 혼합실(33); 상기 혼합실(33)의 타측에 연결되고, 상기 혼합실(33) 쪽으로 가면서 제1 펌프(P1), 완충실(35), 및 제2 유량조절기(32)가 차례대로 구비되며, 상기 제1 펌프(P1)의 작동에 의해 상기 혼합실(33)에 시료가스를 공급하는 시료가스 공급라인(L2); 상기 혼합실(33)의 또 다른 타측에 연결되고, 상기 혼합실(33)로부터 멀어지는 방향으로 가면서 수분제거장치(38), 및 혼합가스 이송관(40-1)과 에어벤트관(40-2)을 구비한 안내관(40)이 차례대로 구비되며, 상기 혼합실(33)에서 혼합된 혼합가스를 이송 및 벤팅하는 제1 혼합가스 이송라인(L3); 상기 혼합가스 이송관(40-1)에 연결되고, 상기 혼합가스 이송관(40-1)으로부터 멀어지는 방향으로 농도감지기(37), 제3 유량조절기(36), 및 제2 펌프(P2)가 차례대로 구비되며, 상기 제1 혼합가스 이송라인(L3)으로부터의 혼합가스를 냉각수 탱크로 다시 주입하지 않고, 에어벤트관(40-2)을 통해 냉각수 탱크 외부로 배출하는 제2 혼합가스 이송라인(L4); 상기 에어 콤프레서(34), 상기 제 1 펌프(P1), 상기 제 2펌프(P2), 상기 유량계(39), 상기 시료가스 농도감지기(37), 상기 제1, 2, 3 유량 조절기(31, 32, 26)에 전기적으로 연결된 컨트롤러(41); 및 상기 컨트롤러(41)에 전기적으로 연결된 디스플레이(42)를 포함하고, 상기 제2 유량조절기(32)는 항상 일정한 유량의 시료가스가 상기 혼합실(33)로 공급되도록 하며, 상기 제1 유량조절기(31)는 사전에 범위가 각각 결정되는 초기농도, 저농도, 또는 고농도를 포함하는 농도 수준별로 초기농도, 저농도, 또는 고농도로 시료가스 희석배율을 달리하여 시료가스가 희석되도록 에어의 공급량을 조절하여 공급되게 하는 것을 특징으로 한다.
상기 수분제거장치(38)는, 건조공기 유입구(38-1)와 수분흡수 공기 유출구(38-2)를 구비한 Nafion type Dryer이고, 상기 건조공기 유입구(38-1)는 건조공기 유량계(39)가 설치된 건조공기 유입라인(L5)에 연결되며, 상기 수분흡수 공기 유출구(38-2)는 수분흡수 공기 유출라인(L6)에 연결되는 것을 특징으로 한다.
상기 시료가스는 수소인 것을 특징으로 한다.
상기 시료가스 농도감지기(37)는 수소가스 감지용 ECD(Electrochemical detector)인 것을 특징으로 한다.
이상과 같이 본 발명은 측정 신뢰도가 높은 시료가스 누출량 감시 시스템을 제공하는 효과를 가진다.
또한, 본 발명은, 초기에 원활한 시료가스의 희석을 하도록 하는 시료가스 누출량 감시 시스템을 제공하는 효과를 가진다.
그리고, 본 발명은, 시료가스 농도감지기에 보내는 유량을 일정하게 유지하도록 하는 시료가스 누출량 감시 시스템을 제공하는 효과가 있다.
본 발명의 기술적 효과들은 이상에서 언급한 기술적 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 청구범위의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래기술의 일 실시예에 따른 발전기 고정자 냉각수 중 누출 수소가스량 측정 시스템의 구성도이다.
도 2는 도 1의 누출 수소가스량 측정 시스템을 이용한 발전기 고정자 냉각수 중 누출 수소가스량 측정방법을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발전기 고정자 냉각수 중 누출되는 시료가스 누출량을 감시하는 시료가스 누출량 감시 시스템의 구성도이다.
도 4는 도 3의 시료가스 누출량 감시 시스템을 이용한 발전기 고정자 냉각수 중 누출 시료가스량 측정방법을 나타내는 블록도이다.
도 2는 도 1의 누출 수소가스량 측정 시스템을 이용한 발전기 고정자 냉각수 중 누출 수소가스량 측정방법을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발전기 고정자 냉각수 중 누출되는 시료가스 누출량을 감시하는 시료가스 누출량 감시 시스템의 구성도이다.
도 4는 도 3의 시료가스 누출량 감시 시스템을 이용한 발전기 고정자 냉각수 중 누출 시료가스량 측정방법을 나타내는 블록도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 참고로, 본 발명을 설명하는 데 참조하는 도면에 도시된 구성요소의 크기, 선의 두께 등은 이해의 편의상 다소 과장되게 표현되어 있을 수 있다. 또, 본 발명의 설명에 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의한 것이므로 사용자, 운용자 의도, 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 이 용어에 대한 정의는 본 명세서의 전반에 걸친 내용을 토대로 내리는 것이 마땅하겠다.
또한, 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하지만, 이는 본 발명의 더욱 용이한 이해를 위한 것으로, 본 발명의 범주가 그것에 의해 한정되는 것은 아니다. 아울러, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 각 구성 단계에 대한 상세한 설명에 앞서, 본 명세서 및 청구 범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위하여 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 발전기 고정자 냉각수 중 누출되는 시료가스 누출량을 감시하는 시료가스 누출량 감시 시스템의 구성도이고, 도 4는 도 3의 시료가스 누출량 감시 시스템을 이용한 발전기 고정자 냉각수 중 누출 시료가스량 측정방법을 나타내는 블록도이다.
도 3, 4를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시료가스 누출량 감시 시스템은, 에어공급라인(L1), 혼합실(mixing chamber)(33), 시료가스 공급라인(L2), 제1 혼합가스 이송라인(L3), 제2 혼합가스 이송라인(L4), 컨트롤러(41), 및 디스플레이(42)를 포함한다.
상기 에어공급라인(L1)은 에어 콤프레서(34)에 일단이 연결되어 에어를 공급하고 제1 유량조절기(MFC; mass flow controller)(31)가 구비되어 있는데, 상기 에어 콤프레서(34)는 에어를 압축한 후 압축된 공기를 공급하는 것이고, 제1 유량조절기는 공급되는 공기의 유량이 일정하게 유지될 수 있게 하는 장치이다.
상기 혼합실(33)은 상기 에어공급라인(L1)의 타단에 일측이 연결되어 있고, 상기 혼합실(33)에서 농도 수준별로 시료가스 희석배율을 달리하여 농도 수준 별로(예, 초기 농도 및 저농도 수준에서는 저농도 희석배율, 고농도 수준에서는 고농도 희석배율로) 시료가스가 희석된다.
상기 시료가스 공급라인(L2)은 상기 혼합실(33)의 타측에 연결되고, 상기 혼합실(33) 쪽으로 가면서 제1 펌프(P1), 완충실(35), 및 제2 유량조절기(32)가 차례대로 구비되며, 상기 제1 펌프(P1)의 작동에 의해 상기 혼합실(33)에 시료가스를 공급한다.
여기서, 제1 펌프(P1)는 작동 시 시료가스를 끌어들여 혼합실(33)로 공급하고, 완충실(35)과 관련하여서는, 제1 펌프(P1)의 작동에 의해 공급되는 소량의 유체를 흡입할 경우 제1 펌프(P1)를 진공타입으로 사용하는 경우가 많은데 진공펌프의 특성상 주기적으로 진공 흡입을 할 때 유량에 리플(Ripple) 현상, 즉 유량이 일정하지 않고 물결처럼 흔들리는 현상이 발생하기 때문에 시료가스의 정밀한 유량제어를 위해 완충실에 공기를 모아두고 제2 유량조절기(32)가 일정하게 유량을 제어하며, 따라서 완충실은 전기회로에서 전류의 리플을 잡아주는 콘덴서와 같은 역할처럼 진공펌프에서 발생하는 유량의 흔들리는 값을 버퍼링하는 역할을 하며, 제2 유량조절기(32)는 시료가스의 유량이 일정하게 유지될 수 있게 하는 장치이다.
상기 제1 혼합가스 이송라인(L3)은 상기 혼합실(33)의 또 다른 타측에 연결되고, 상기 혼합실(33)로부터 멀어지는 방향으로 가면서 수분제거장치(38), 및 혼합가스 이송관(40-1)과 에어벤트관(40-2)을 구비한 안내관(40)이 차례대로 구비되며, 상기 혼합실(33)에서 혼합된 혼합가스를 이송 및 벤팅(venting)한다.
상기 수분제거장치(38)는 시료가스 및 공급 에어의 수분을 제거하기 위한 장치이고, 혼합가스 이송관(40-1)은 혼합실(33)에서 에어와 혼합되어 희석된 시료가스가 이송되는 관이며, 에어벤트관(40-2)은 후술하는 시료가스 농도감지기(37)에 보내어지는 희석된 시료가스의 유량을 일정하게 유지하기 위해 제1 유량조절기(31)와 제2 유량조절기(32) 및 이송관(40-1)을 통과하는 희석된 시료가스를 제외한 나머지 가스는 에어벤트관(40-2)을 통해 벤팅(venting)된다.
상기 수분제거장치(38)는, 건조공기 유입구(38-1)와 수분흡수 공기 유출구(38-2)를 구비한 내피온 형태 건조기(Nafion type Dryer)이고, 내피온 건조기는 미국의 듀퐁사에서 개발된 불소 수지계의 카티온 교환막으로, 고온에서의 내산화성, 내알칼리성이 뛰어나고, 전기투석용 격막 외에 NaCl의 전해에 의한 NaOH 제조용의 격막 등에도 이용된다. 상기 건조공기 유입구(38-1)는 건조공기 유량계(dry air flowmeter)(39)가 설치된 건조공기 유입라인(L5)에 연결되며, 상기 수분흡수 공기 유출구(38-2)는 수분흡수 공기 유출라인(L6)에 연결되어 있다.
본 실시예에서, 상기 시료가스는 수소이지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다른 실시에에서는 다른 시료가스를 사용하는 것도 가능하다.
상기 제2 혼합가스 이송라인(L4)은 상기 혼합가스 이송관(40-1)에 연결되고, 상기 혼합가스 이송관(40-1)으로부터 멀어지는 방향으로 농도감지기(37), 제3 유량조절기(36), 및 제2 펌프(P2)가 차례대로 구비되며, 상기 제1 혼합가스 이송라인(L3)으로부터의 혼합가스를 냉각수 탱크로 다시 주입하지 않고, 에어벤트관(40-2)을 통해 냉각수 탱크 외부로 배출한다.
본 실시예에서, 상기 시료가스 농도감지기(37)는 수소가스 감지용 ECD(Electrochemical detector)인데, 이와 같이 수소가스 감지용 ECD가 사용되는 이유는, 기존의 TCD방식으로는 넓은 범위에 걸쳐 측정할 수 있는 장점이 있는데 반해 저농도 부근에서의 측정정확도가 떨어지고 센서 특성상 워밍업 타임이 길어 두가지 단점을 보완할 수 있기 때문이다. ECD 방식의 경우 저농도부근 측정 정확도가 뛰어난 반면, 측정범위가 좁기 때문에 이를 보완하기 위해 희석방식을 사용한다. 따라서, 본 실시예에서는 ECD 센서를 사용함으로써 저농도부근에서 측정정확도를 높이고 가스희석을 통해 측정범위를 고농도까지 가능하게 한다.
상기 컨트롤러(41)는 상기 에어 콤프레서(34), 상기 제 1 펌프(P1), 상기 제 2펌프(P2), 상기 유량계(39), 상기 시료가스 농도감지기(37), 상기 제1, 2, 3 유량 조절기(31, 32, 26)에 전기적으로 연결되어 상기 구성요소들을 제어할 수 있다.
상기 디스플레이(42)는 상기 컨트롤러(41)에 전기적으로 연결되어, 본 발명 시료가스 누출량 감시 시스템의 주요 구성품인 컨트롤러(41)와 본 시료가스 누출량 감시 시스템을 사용하는 사용자간에 정보를 주고 받는 인터페이스 장치로서 시료가스 누출량 감시 시스템의 성능을 규정할 수 있는 파라메타값들을 사용자가 설정 및 변경할 수 있게 하고, 사용자가 원하는 파라메타값을 보여주는 기능을 수행한다. 따라서, 상기 디스플레이(42)는 컨트롤러(41)와 정보를 주고 받기 위해 통신으로 연결되고, 사용자와 정보를 주고 받기 위해 터치 LCD 디스플레이를 사용한다.
상기 제2 유량조절기(32)는 항상 일정한 유량의 시료가스가 상기 혼합실(33)로 공급되도록 하며, 상기 제1 유량조절기(31)는 사전에 범위가 각각 결정되는 초기농도, 저농도, 또는 고농도를 포함하는 농도 수준별로 초기농도, 저농도, 또는 고농도로 시료가스 희석배율을 달리하여 시료가스가 희석되도록 에어의 공급량을 조절하여 공급되게 한다.
여기서, 시료가스 농도감지기(37), 디스플레이(42), 컨트롤러(41), 제 1, 2, 3 유량조절기, 펌프(P1, P2), 에어 콤프레서의 초기화 후에, 사전에 범위가 각각 결정되는 초기농도, 저농도, 및 고농도를 포함하는 농도 수준 중 초기농도로 시료가스가 희석되도록, 제1 유량조절기(31)가 에어의 공급량을 조절하여 공급되게 하고,
상기 공급 후에 상기 컨트롤러(41)를 통해 시료가스의 농도가 상기 농도 수준 중 저농도 수준으로 분석된 경우 시료가스의 농도를 저농도 배율로 희석하고 상기 컨트롤러(41)를 통해 시료가스의 농도가 상기 농도 수준 중 고농도 수준으로 분석된 경우 시료가스의 농도를 고농도 배율로 희석되도록, 상기 제1 유량조절기(31)가 에어의 공급량을 조절하여 공급되게 한다.
이하에서는 상기한 시료가스 누출량 감시 시스템의 수소가스 누출량 감시방법에 관하여 설명한다.
상기한 시료가스 누출량 감시 시스템의 수소가스 누출량 감시방법은,
전기로 구동되는 구성요소(예, 시료가스 농도감지기(37), 디스플레이(42), 컨트롤러(41), 제 1, 2, 3 유량조절기(31, 32, 36), 펌프(P1, P2), 에어 콤프레서(34)를 초기화하는 단계;
사전에 범위가 각각 결정되는 초기농도, 저농도, 및 고농도를 포함하는 농도 수준 중 초기농도로 시료가스가 희석되도록, 제1 유량조절기(31)가 에어의 공급량을 조절하여 공급되게 하는 초기가스 희석단계;
상기 컨트롤러(41)를 통해, 혼합되어 희석된 시료가스의 농도를 분석하는 분석단계; 및
상기 제1 유량조절기(31)가, 상기 컨트롤러(41)를 통해 시료가스의 농도가 상기 농도 수준 중 저농도 수준으로 분석된 경우 시료가스의 농도를 저농도 배율로 희석하고 상기 컨트롤러(41)를 통해 시료가스의 농도가 상기 농도 수준 중 고농도 수준으로 분석된 경우 시료가스의 농도를 고농도 배율로 희석되도록, 상기 제1 유량조절기(31)가 에어의 공급량을 조절하여 공급되게 하는 농도 수준별 희석단계를 포함한다.
상기 초기가스 희석단계와 상기 분석단계의 사이에는, 혼합되어 희석된 시료가스의 농도를 시료가스 농도감지기(37)의 시료가스 농도 감지부에서 감지하는 시료가스 농도감지단계가 더 포함된다.
이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용, 변형 및 개작을 행하는 것이 가능할 것이다. 이에, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
30 : 제1 유량조절기
31 : 제1 유량조절기
32 : 제2 유량조절기
33 : 혼합실
34 : 에어 콤프레서
35 : 완충실
36 : 제3 유량조절기
37 : 농도감지기
38 : 수분제거장치
38-1 : 건조공기 유입구
38-2 : 수분흡수 공기 유출구
39 : 유량계
40 : 안내관
40-1 : 이송관
40-2 : 에어벤트관
41 : 컨트롤러
42 : 디스플레이
L1: 에어공급라인
L2 : 시료가스 공급라인
L3 : 제1 혼합가스 이송라인
L4 : 제2 혼합가스 이송라인
L5 : 건조공기 유입라인
L6 : 수분흡수 공기 유출라인
P1 : 제1 펌프
P2 : 제 펌프
31 : 제1 유량조절기
32 : 제2 유량조절기
33 : 혼합실
34 : 에어 콤프레서
35 : 완충실
36 : 제3 유량조절기
37 : 농도감지기
38 : 수분제거장치
38-1 : 건조공기 유입구
38-2 : 수분흡수 공기 유출구
39 : 유량계
40 : 안내관
40-1 : 이송관
40-2 : 에어벤트관
41 : 컨트롤러
42 : 디스플레이
L1: 에어공급라인
L2 : 시료가스 공급라인
L3 : 제1 혼합가스 이송라인
L4 : 제2 혼합가스 이송라인
L5 : 건조공기 유입라인
L6 : 수분흡수 공기 유출라인
P1 : 제1 펌프
P2 : 제 펌프
Claims (4)
- 운전중인 발전기에서 고정자 냉각수 측으로 누출되는 시료가스량을 산출하는 시료가스 누출량 감시 시스템에 있어서,
에어 콤프레서(34)에 일단이 연결되어 에어를 공급하고 제1 유량조절기(31)가 구비된 에어공급라인(L1);
상기 에어공급라인(L1)의 타단에 일측이 연결된 혼합실(33);
상기 혼합실(33)의 타측에 연결되고, 상기 혼합실(33) 쪽으로 가면서 제1 펌프(P1), 완충실(35), 및 제2 유량조절기(32)가 차례대로 구비되며, 상기 제1 펌프(P1)의 작동에 의해 상기 혼합실(33)에 시료가스를 공급하는 시료가스 공급라인(L2);
상기 혼합실(33)의 또 다른 타측에 연결되고, 상기 혼합실(33)로부터 멀어지는 방향으로 가면서 수분제거장치(38), 및 혼합가스 이송관(40-1)과 에어벤트관(40-2)을 구비한 안내관(40)이 차례대로 구비되며, 상기 혼합실(33)에서 혼합된 혼합가스를 이송 및 벤팅하는 제1 혼합가스 이송라인(L3);
상기 혼합가스 이송관(40-1)에 연결되고, 상기 혼합가스 이송관(40-1)으로부터 멀어지는 방향으로 농도감지기(37), 제3 유량조절기(36), 및 제2 펌프(P2)가 차례대로 구비되며, 상기 제1 혼합가스 이송라인(L3)으로부터의 혼합가스를 냉각수 탱크로 다시 주입하지 않고, 에어벤트관(40-2)을 통해 냉각수 탱크 외부로 배출하는 제2 혼합가스 이송라인(L4);
상기 에어 콤프레서(34), 상기 제 1 펌프(P1), 상기 제 2펌프(P2), 유량계(39), 상기 농도감지기(37), 상기 제1, 2, 3 유량 조절기(31, 32, 26)에 전기적으로 연결된 컨트롤러(41); 및
상기 컨트롤러(41)에 전기적으로 연결된 디스플레이(42)를 포함하고,
상기 제2 유량조절기(32)는 항상 일정한 유량의 시료가스가 상기 혼합실(33)로 공급되도록 하며,
상기 제1 유량조절기(31)는 사전에 범위가 각각 결정되는 초기농도, 저농도, 또는 고농도를 포함하는 농도 수준별로 초기농도, 저농도, 또는 고농도로 시료가스 희석배율을 달리하여 시료가스가 희석되도록 에어의 공급량을 조절하여 공급되게 하는 것을 특징으로 하는 시료가스 누출량 감시 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 수분제거장치(38)는 건조공기 유입구(38-1)와 수분흡수 공기 유출구(38-2)를 구비한 내피온 형태 건조기이고,
상기 건조공기 유입구(38-1)는 상기 유량계(39)가 설치된 건조공기 유입라인(L5)에 연결되며,
상기 수분흡수 공기 유출구(38-2)는 수분흡수 공기 유출라인(L6)에 연결되는 것을 특징으로 하는 시료가스 누출량 감시 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 시료가스는 수소인 것을 특징으로 하는 시료가스 누출량 감시 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 시료가스 농도감지기(37)는 수소가스 감지용 ECD(Electrochemical detector)인 것을 특징으로 하는 시료가스 누출량 감시 시스템.
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| KR1020170108620A KR101817603B1 (ko) | 2017-08-28 | 2017-08-28 | 시료가스 누출량 감시 시스템 |
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| KR1020170108620A KR101817603B1 (ko) | 2017-08-28 | 2017-08-28 | 시료가스 누출량 감시 시스템 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102401935B1 (ko) * | 2020-12-29 | 2022-05-26 | 한라아이엠에스 주식회사 | 시료가스 희석 제어 시스템 및 방법 |
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| KR101209428B1 (ko) | 2011-08-29 | 2012-12-06 | 이태원 | 가스상 유기화합물 센서를 이용한 발전기 상태 감시 장치 |
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| KR101676913B1 (ko) | 2014-03-10 | 2016-11-29 | 이태원 | 발전기 누출 수소가스량 측정 장치 |
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- 2017-08-28 KR KR1020170108620A patent/KR101817603B1/ko active IP Right Grant
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